AI的快速發(fā)展和應(yīng)用正在推動數(shù)據(jù)中心電力需求呈幾何級數(shù)增長。

美銀美林股票策略師Thomas (T.J.) Thornton最新研報預(yù)計，未來幾年AI工作負載用電量將以25-33%的年均復(fù)合增長率增長。報告強調(diào)，AI處理主要依賴于圖形處理單元(GPU)，而GPU的功耗較之以往一直在上升。

數(shù)據(jù)中心的高耗電對電網(wǎng)產(chǎn)生巨大壓力。根據(jù)預(yù)測，到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的電力需求可能達到126-152GW，在此期間新增大約250太瓦時（TWh）的電力需求，相當(dāng)于2030年美國總電力需求的8%。

美銀美林指出，美國在建數(shù)據(jù)中心的電力需求將超過現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心用電量的50%，一些人預(yù)計，這些數(shù)據(jù)中心建成后的幾年內(nèi)，數(shù)據(jù)中心的電力消耗還將再次翻番。

美銀美林預(yù)計，到2030年，美國電力需求年均復(fù)合增長率預(yù)計將從過去十年的0.4%加速至2.8%。

發(fā)電設(shè)施投資進一步提振銅、鈾等大宗商品的需求

為滿足數(shù)據(jù)中心用電需求，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和發(fā)電能力都需要大規(guī)模升級投資。

美銀美林指出，這將為電力生產(chǎn)商、電網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商、管道公司和電網(wǎng)技術(shù)提供商帶來增長機遇。此外，銅和鈾等商品需求也將受益于這一趨勢。

美銀美林預(yù)計，數(shù)據(jù)中心直接帶來的銅需求增量將在2026年達到50萬噸，還將拉動電網(wǎng)投資帶來的銅需求。

在2500萬噸的市場中，(50萬)聽起來可能不多，但銅幾乎在所有用電技術(shù)中都是必不可少的。因此，市場的需求不斷增加。

美銀美林指出，天然氣發(fā)電有望成為彌補電力缺口的首選。2023年，美國新增天然氣發(fā)電裝機8.6GW，未來兩年還將新增7.7GW。但從規(guī)劃到電廠建成并網(wǎng)往往需要4年時間。

此外，核電也有一定增量空間，現(xiàn)有核電廠的擴容和運營許可延期可能使鈾需求增加10%。 然而新建核電站仍面臨成本、審批等諸多挑戰(zhàn)。中小型模塊化反應(yīng)堆(SMR)可能是一種解決方案，但最快也要到2030年后才能規(guī)模化應(yīng)用。

風(fēng)電、太陽能受限于間歇性，很難獨立承擔(dān)數(shù)據(jù)中心的7x24小時的用電需求，只能作為整體解決方案的一部分。而且，可再生能源電站選址、并網(wǎng)也面臨諸多現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

總的來看，數(shù)據(jù)中心加劇了電力行業(yè)的去碳難度。

報告其他亮點

報告還指出，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展正從擁擠地區(qū)轉(zhuǎn)移到電力便宜且并網(wǎng)容易的地區(qū)，如美國中部地區(qū)因豐富的可再生能源而經(jīng)常出現(xiàn)負電價。

同時，歐洲和中國的數(shù)據(jù)中心發(fā)展也呈現(xiàn)出積極的增長趨勢，特別是中國，預(yù)計將成為數(shù)據(jù)中心制造和應(yīng)用的領(lǐng)先國家。

為提高能效，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈正在多管齊下：推動高能效芯片研發(fā)應(yīng)用、采用液冷等先進散熱技術(shù)、就近配套可再生能源和儲能等。

但從整體看，數(shù)據(jù)中心能效提升空間有限。

美銀美林指出，一方面，AI算法的進步速度快于芯片能效提升;另一方面，5G等新技術(shù)不斷催生出新的算力需求。能效提升減緩了能源消耗增速，但難以從根本上扭轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中心能源消耗居高不下的趨勢。